KR102401833B1 - 게이트 밸브 - Google Patents

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KR102401833B1
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Abstract

본 발명은 게이트 밸브에 관한 것으로서, 상세하게는 게이트 밸브를 개폐하는 블레이드를 밸브로부터 용이하게 분리할 수 있으며 씰 링들이 밸브하우징 내에서 슬라이딩 구동되는 블레이드에만 구비되는 구조를 구현함으로써, 게이트 밸브의 성능을 향상하고 유지 및 보수가 효율적인, 게이트 밸브에 관한 것이다.
본 발명의 게이트 밸브는, 양측이 개구된 상태로 형성되어 유동통로(110)를 제공하며, 내부에는 구동공간(120)이 형성되며, 유동통로(110)의 둘레에 밸브시트(130)를 형성하는 밸브하우징(100); 블레이드 구동부(310)에 의해 상기 구동공간(120) 내에서 슬라이딩 가능하도록 구비되어 상기 유동통로(110)를 개폐하도록 하는 블레이드(200);를 포함하되, 블레이드(200)는 구동실린더(240)와 구동실린더(240)의 내부에서 상하로 구동되는 구동피스톤(250)을 포함하여 구성되며, 구동피스톤(250)이 구동되어 밸브시트(130)에 밀착될 때 유동통로(110)를 밀폐하도록 하는 밀폐링(254)이 구동피스톤(250)의 상측 또는 밸브시트(130)의 하측에 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

게이트 밸브{Gate valve}
본 발명은 게이트 밸브에 관한 것으로서, 상세하게는 게이트 밸브를 개폐하는 블레이드를 밸브하우징으로부터 용이하게 분리할 수 있으며 씰 링들이 밸브하우징 내에서 슬라이딩 구동되는 블레이드에만 구비되는 구조를 구현함으로써, 게이트 밸브의 성능을 향상하고 유지 및 보수가 효율적인, 게이트 밸브에 관한 것이다.
일반적으로 반도체는 고정밀도를 요구하므로 LCD 기판이나 반도체 소자 및 솔라 셀(solar cell)등을 제조하기 위한 공정은 높은 청결도와 특수한 제조기술이 요구된다. 이러한 이유로 반도체 소자는 공기 중에 포함된 이물질의 접촉을 가장 완벽하게 차단할 수 있는 진공상태에서 제조되게 되는데, 이때 반도체 제조장치의 진공 작업구역과 대기와의 밀폐 기술은 반도체 제품의 품질에 많은 영향을 준다.
반도체 소자의 집적공정이 이루어지는 동안 공정 압력조절 및 공정챔버 내부에서 반응한 가스 및 이물질 등이 다음 공정에 영향을 끼치지 않도록 배출하기 위한 과정을 갖는다. 이러한 공정 압력조절 및 공정챔버 내부의 가스 및 이물질을 배출하기 위한 장비로 진공펌프가 사용되며, 상기 진공펌프와 공정챔버 사이에 구비되어 진공펌프의 흡입력이 공정챔버로 전달되는 것을 개폐하기 위해 펜듈럼(Pendulum, 진자) 타입의 게이트 밸브(Gate Valve)가 사용되고 있다.
종래 기술인 특허 문헌1의 "반도체 설비용 진자 밸브"에는, 공정챔버와 진공펌프를 연결하는 배기라인에 설치되는 몸체; 상기 몸체의 내부에 설치되는 진자 플레이트; 상기 진자 플레이트의 진자이동과 업다운이동을 위한 구동부재를 포함하는 구성에 대해 게시하고 있다.
통상적으로, 진자 타입의 게이트 밸브 조립체는 밸브 밸브하우징, 밸브 밸브하우징 내부에 중심축을 기준으로 진자운동을 하게 되는 진자 플레이트, 상기 진자 플레이트를 업다운 시키는 업다운 구동부, 그리고 상기 진자 플레이트를 회전시키는 진자 구동부를 포함할 수 있다.
공정챔버와 진공펌프는 반도체 제조나, 매우 낮은 압력(예를 들면, 1 토르(torr) 이하의 범위에 속하는 압력)에서 실행되는 다른 박막 코팅 공정에서 이용되는 고순도 가스 분배 시스템의 일부분을 형성한다. 이 경우, 상기 밸브 조립체의 입구 플랜지는 상기 공정챔버에 고정되고, 상기 밸브 조립체의 출구 플랜지는 상기 진공펌프에 고정된다.
진자 플레이트는 피벗 암에 의해 회전 샤프트에 연결되어, 개폐 위치 사이에서 그 밸브 조립체의 유로의 축에 대하여 측방향으로 슬라이딩 이동하게 되며. 완전개방위치에서, 상기 진자 플레이트는 상기 밸브하우징의 유로로부터 이동하여 유체는 상기 유로에 자유로이 유입 및 유출될 수 있다. 또한 완전 폐쇄위치에서, 상기 진자 플레이트는 밸브 조립체의 출구를 둘러싸는 밸브시트 또는 환형 면과 밀접하게 접촉하도록 이동되어, 상기 유로를 통한 유체 유동이 제한된다.
이러한 펜듈럼 타입의 게이트 밸브는, 기술의 발전과 생산성의 향상을 위해 웨이퍼 또는 글라스 기판 등이 대형화 됨으로써 대형화되는 추세이나, 기존의 스프링을 이용한 게이트 밸브 또는 복잡한 씨일 플레이트를 사용하는 게이트 밸브는, 씨일 플레이트가 복잡하게 제작됨으로 인한 자체 중량 증가, 다량의 기계 부품이 진공의 공정챔버내에서 사용되는 문제, 복잡한 구성으로 인한 유지 보수가 필요한 개소의 증가, 작동 메카니즘이 복잡함에 따른 개폐 속도의 지연 등의 문제점이 있다.
특허 문헌1. 대한민국 공개특허공보 제10-2009-0049168호.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 게이트 밸브를 개폐하는 블레이드를 밸브하우징으로부터 용이하게 분리할 수 있도록 하되, 씰 링들이 밸브하우징 내에서 슬라이딩 구동되는 블레이드 내부에만 구비되는 구조를 구현하는 것을 목적으로 한다.
또한, 씰 링들이 블레이드 내부에만 구비되었어도 유동통로를 효과적으로 밀폐하고, 밀폐시 게이트 밸브의 양 측의 차압에 따른 가압력에 충분히 대항할 수 있는 구조를 구현하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 게이트 밸브는, 양측이 개구된 상태로 형성되어 유동통로를 제공하며, 내부에는 구동공간이 형성되며, 상기 유동통로의 둘레에 밸브시트를 형성하는 밸브하우징; 블레이드 구동부에 의해 상기 구동공간 내에서 슬라이딩 가능하도록 구비되어 상기 유동통로를 개폐하도록 하는 블레이드;를 포함하되,
제1 양태로, 상기 블레이드는 구동실린더와 상기 구동실린더의 내부에서 상하로 구동되는 구동피스톤을 포함하여 구성되며, 상기 구동피스톤이 상향 구동되어 상기 밸브시트에 밀착될 때 상기 유동통로를 밀폐하도록 하는 밀폐링이 상기 구동피스톤의 상측 또는 상기 밸브시트의 하측에 구비되는 것을 특징으로 한다.
제2 양태로, 상기 블레이드는 몸체인 하부 블레이드에 형성되는 구동실린더와, 상기 구동실린더의 내부에서 상하로 구동되되 상면은 상기 하부 블레이드의 상측에 형성되는 상부 블레이드의 하면까지 접하게 되는 구동피스톤을 포함하여 구성되며, 상기 구동피스톤이 구동되어 상기 상부 블레이드가 상기 밸브시트에 밀착될 때, 상기 유동통로를 밀폐하도록 하는 밀폐링이 상기 상부 블레이드의 상측 또는 상기 밸브시트의 하측에 구비되는 것을 특징으로 한다,
또한, 상기 제2 양태에 있어서, 상기 상부 블레이드의 상측에는 상기 상부 블레이드의 승하강을 가이드하는 블레이드 가이드가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 양태에 있어서, 상기 블레이드 가이드와 상기 상부 블레이드 사이를 밀폐하는 가이드 링이 상기 블레이드 가이드에 체결되도록 구비되며, 상기 상부 블레이드와 상기 하부 블레이드사이를 밀폐하는 블레이드 링이 상기 상부 블레이드에 체결되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 양태에 있어서 상기 구동피스톤이 관통하여 승하강 하도록 하되 상기 구동실린더를 상측에서 밀폐하는 씰 플레이트가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1, 제2 양태에 있어서, 상기 블레이드 구동부에 의해 상기 블레이드 전체가 상기 유동통로로 이동하게 되면, 상기 블레이드 내부의 상기 구동피스톤에 공급되는 구동력에 의해 블레이드가 상승 또는 하강되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1, 제2 양태에 있어서, 상기 블레이드 구동부는, 구동력이 유입되는 실린더와, 상기 실린더의 내부에서 이동되는 피스톤과 상기 피스톤과 연결되며 외주면에는 길이방향을 따라 수평기어가 형성된 피스톤로드와, 상기 실린더의 상기 수평기어와 치합되어 상기 피스톤로드의 이동에 따라 회전되면서 블레이드를 회전시키는 기어장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명의 게이트 밸브에 따르면, 게이트 밸브를 개폐하는 블레이드를 밸브하우징으로부터 용이하게 분리할 수 있도록 하되, 씰 링들이 밸브하우징 내에서 슬라이딩 구동되는 블레이드 내부에만 구비되는 구조를 구현할 수 있게 되며, 게이트 밸브의 성능이 향상되고 유지 및 보수가 효율적이다.
또한, 씰 링들이 블레이드 내부에만 구비되었어도, 유동통로를 효과적으로 밀폐하고, 밀폐시 게이트 밸브의 양 측의 차압에 따른 가압력에 충분히 대항할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시 예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트 밸브의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트 밸브의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트 밸브의 절개 단면도이다.
도 4 및 도 5는 제1 실시예에 있어서 게이트 밸브의 동작 상태를 나타내기 위하여 도 3의 A부분을 확대하여 밸브하우징과 함께 나타낸 그림이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 게이트 밸브의 세부 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 7 및 도 8은 제2 실시예에 있어서 게이트 밸브의 동작 상태를 나타내기 위하여 도 3의 A부분을 확대하여 밸브하우징과 함께 나타낸 그림이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 게이트 밸브의 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 하며, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 게이트 밸브의 사시도 및 평면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 게이트 밸브의 절개 단면도이다.
또한, 도 4 및 도 5는 제1 실시예에 있어서 게이트 밸브의 동작 상태를 나타내기 위하여 도 3의 A 부분을 확대하여 밸브하우징과 함께 나타낸 그림이다.
또한, 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 게이트 밸브의 세부 구성을 나타내는 분해 사시도이고, 도 7 및 도 8은 제2 실시예에 있어서 게이트 밸브의 동작 상태를 나타내기 위하여 도 3의 A 부분을 확대하여 밸브하우징과 함께 나타낸 그림이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 게이트 밸브는, 크게는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 밸브하우징(100), 상기 밸브하우징(100)의 내부에서 슬라이딩 가능하도록 구비되는 진자 타입의 블레이드(200), 및 상기 블레이드(200)를 공압/유압 등의 구동력에 의해 슬라이딩 구동하도록 하는 블레이드 구동부(310)를 포함하여 구성된다.
또한, 도시되지 않았지만 블레이드 구동부(310), 블레이드(200) 등에 공압/유압 등의 구동력을 제공하거나 차단하도록 함으로써, 블레이드(200)의 회전 및 승강을 유도하는 공압/유압 장치 및 공기/유체 공급관로 등이 포함될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 게이트 밸브는 도 3 내지 8에 더욱 상세히 도시되었으며, 그림을 참조하여 이하에서 자세히 설명한다.
먼저 밸브하우징(100)에 대해 설명한다. 밸브하우징(100)은 양 측이 개구된 상태로 형성되되, 공정챔버(미도시)와 진공펌프(미도시)의 사이에 설치되어서 개구된 각 측이 공정챔버와 진공펌프에 연결되어 유체의 유동통로(110)를 제공하게 된다. 유동통로(110)는 블레이드(200)에 의해 선택적으로 개폐된다.
또한, 밸브하우징(100)의 내부에는 구동공간(120)이 형성된다. 따라서 상기 블레이드 구동부(310)에 의해 회전하게 되는 상기 블레이드(200)가 구동공간(120) 내에서 슬라이딩 하면서 유동통로(110)를 개방하거나 폐쇄하도록 한다.
또한, 밸브하우징(100)의 유동통로(110)의 둘레에 해당되는 부분에는 밸브시트(130)가 형성된다. 밸브시트(130)는 밸브하우징(100)의 내측면에 유동통로(110)의 둘레를 따라 환형으로 형성되되 하기의 밀폐링(254/274)과 상하로 접촉될 수 있도록 형성된다.
따라서, 밀폐링(254/274)이 밸브시트(130)와 소정 간격만큼 이격된 상태에서는 유동통로(110)가 일부 개방되게 되는 것이지만, 밀폐링(254/274)이 밸브시트(130)에 밀착 접촉되는 경우에는 유동통로(110)를 완전히 밀폐할 수 있게 되는 것이다.
한편, 밀폐링(254)의 경우 블레이드(200)가 아닌 밸브시트(130)의 하측에 구비되어 하기의 구동피스톤(250)과 밀착 접촉됨으로써 유동통로(110)를 완전히 밀폐할 수 있도록 할 수 있다.
다음으로 블레이드(200)에 대해 설명한다. 블레이드(200)는 밸브하우징(100)의 내부에 형성되는 구동공간(120) 내에서 슬라이딩 가능하도록 구비되어, 유동통로(110)를 개방하거나 폐쇄하도록 구성되며, 블레이드(200)의 슬라이딩은 블레이드 구동부(310)에 의해 회전하게 되면서 진자 운동하는 방식으로 이루어진다.
도 1 내지 3에서 도번 200의 블레이드는, 도 4 및 5의 도번 200의 블레이드 뿐만 아니라 도 6 내지 8에서 도번 200'인 블레이드 까지 통칭하여 표현한 것이다.
블레이드는 실시예에 따라 그 구성을 일부 달리할 수 있으며, 따라서 하기의 제1 실시예에서는 블레이드(200)으로, 제2 실시예에서는 블레이드(200')로 표현된다.
제1/제2 실시예에서 블레이드(200/200')는 유동통로(110)를 통한 유동이 완전히 허용되는 위치인 완전개방위치와, 블레이드(200/200')가 슬라이딩되어 유동통로(110)와 일치하는 상태에서 블레이드(200/200')와 밸브시트(130)가 이격한 틈 사이로 유동이 제한적으로 허용되는 위치인 중간개방위치 사이를, 진자 운동하면서 슬라이딩 하게 된다.
블레이드(200/200')는 블레이드 구동부(310)의 기어장치(316)의 회전축(미도시)에 연결되어, 상기 완전개방위치와 상기 중간개방위치 사이에서 밸브의 유동통로(110)의 상하 방향 축에 대하여 측방향으로 슬라이딩 이동하게 된다.
상기 완전개방위치에서는 블레이드(200/200')는 밸브하우징(100)의 유동통로(110)로부터 이동함으로써 유체는 유동통로(110)로부터 자유로이 유입 및 유출될 수 있다.
상기 중간개방위치에서는 블레이드(200/200')가 밸브하우징(100)의 입구부를 둘러싸며 형성되는 밸브시트(130) 또는 환형 면과의 이격된 틈을 통해, 유동통로(110)를 통한 유체 유동이 연속적으로 이루어지게 된다.
또한, 블레이드(200/200')는 블레이드 구동부(310)에 의해 블레이드(200/200') 전체가 슬라이딩 이동하게 되는 것 이외에도, 블레이드(200/200')가 상기 중간개방위치에 있을 때에는 게이트 밸브의 완전한 밀폐가 가능하도록 블레이드(200/200')를 구성하는 일부 구성요소에 의해 블레이드(200/200')가 승강 가능하도록 구성된다.
이것은 아래에서 설명할 블레이드(200/200')의 세부 구성요소에 의해 가능하게 된다.
제1 실시예에 따르면 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이. 블레이드(200)에는 블레이드(200)에 하측으로 함몰 형성되는 구동실린더(240)와, 구동실린더(240)의 내부에서 상하로 구동되는 구동피스톤(250)과, 구동피스톤(250)의 상측에 구비되어서 구동피스톤(250)이 구동됨에 따라 밸브시트(130)에 밀착되어 유동통로(110)를 밀폐하도록 하는 밀폐링(254)을 포함된다.
따라서, 블레이드 구동부(310)에 의해 블레이드(200)가 유동통로(110)에 일치하게 되는 상기 중간개방위치에 오게 되면, 공압/유압 등에 따른 구동력에 의해 구동피스톤(250)이 상향 구동됨으로써 구동피스톤(250) 상부의 밀폐링(254)이 밸브시트(130)에 밀착되어 유동통로(110)를 완전히 밀폐하도록 한다.
도시되지는 않았지만 상기한 바와 같이, 밀폐링(254)은 구동피스톤(250)의 상측이 아닌 밸브시트(130)의 하측에 구비되어서, 블레이드(200)의 구동피스톤(250)이 밸브시트(130)에 접촉될 때에 유동통로(110)를 완전히 밀폐할 수 있도록 할 수도 있다.
제2 실시예에 따르면, 도 6 내지 8에 도시된 바와 같이, 블레이드(200')가 하부 블레이드(210) 및 하부 블레이드(210) 상측에 구비되는 상부 블레이드(270)를 포함하여 구성된다. 이 경우 세부 구성요소로서 블레이드(200')의 몸체 역할을 하는 하부 블레이드(210)에 하측으로 함몰 형성되는 구동실린더(240')와, 구동실린더(240')의 내부에서 상하로 구동되되 상면은 상부 블레이드(270)의 하부와 연결되는 구동피스톤(250')과, 상부 블레이드(270)의 상측에 구비되는 밀폐링(274)이 포함된다.
따라서, 블레이드 구동부(310)에 의해 블레이드(200')가 유동통로(110)에 일치하게 되는 상기 중간개방위치에 오게 되면, 공압/유압 등에 따른 구동력에 의해 구동피스톤(250')이 상향 구동됨으로써, 제1 실시예와는 달리, 상부 블레이드(270)의 상부의 밀폐링(274)이 밸브시트(130)에 밀착되어 유동통로(110)를 완전히 밀폐하도록 한다.
도시되지는 않았지만 밀폐링(274)은 상부 블레이드(270)의 상측이 아닌 밸브시트(130)의 하측에 구비되어서, 블레이드(200')의 상부 블레이드(270)가 밸브시트(130)에 접촉될 때에 유동통로(110)를 완전히 밀폐할 수 있도록 할 수도 있다.
결국, 제1, 제2 실시예 모두는 공압/유압을 포함하는 구동력에 의해 블레이드 구동부(310)의 피스톤이 구동되어서 블레이드(200/200')가 상기 완전개방위치와 상기 중간개방위치 사이에서 선택적으로 전체가 회전 이동(즉, 선회 또는 측방향 이동)하게 되지만, 상기 중간개방위치에서는 구동력에 의해 블레이드(200/200')의 내부에 구비되는 구동피스톤(250/250')이 상승 또는 하강 가능하도록 구성되는 것이며, 블레이드(200/200')는 블레이드(200/200')의 밀폐링(254/274)이 밸브하우징(100)의 입구부 내측 하면 등에 형성되는 밸브시트(130)에 밀접하게 접촉하게 되는 폐쇄위치로 적어도 약간의 상승(즉, 직선 또는 선형 이동)을 하게 되는 것이다.
한편, 구동실린더(240/240')는 단동식으로 구성되어 구동실린더(240/240')의 일 측에서 공압/유압 등의 구동력을 제공하거나 차단하는 방식으로 작동되는 것이 바람직하며, 또는 구동력에 의해 이동된 구동피스톤(250/250')의 복귀를 위한 스프링 부재(미도시)가 구비될 수도 있다.
마찬가지로 구동실린더(240/240')는 복동식으로 구성되는것을 제한하지 않는다.
한편 상기 제2 실시예의 경우에, 블레이드(200')의 내부에서 하부가 구동피스톤(250')의 상면에 연결되어 구동피스톤(250')과 함께 승강하게 되는 상부 블레이드(270)가 구비됨에 있어서, 상부 블레이드(270)의 승하강을 가이드하는 블레이드 가이드(280)가 상부 블레이드(270)의 상측에 구비된다.
게이트 밸브의 완전한 밀폐를 위하여 구동력에 의해 구동피스톤(250')이 상향 이동될 때에, 구동피스톤(250')과 함께 상부 블레이드(270)가 블레이드 가이드(280)의 내부에서 상향 이동되면서 상부 블레이드(270)의 상측으로 형성되는 밀폐링(274)이 밸브시트(130)에 밀착되게 된다.
또한, 구동피스톤(250')이 구동되는 과정에서 구동실린더(240')와 접하게 되는 작동면의 밀폐 및 윤활을 위하여, 구동피스톤(250')에 피스톤 링(252)이 구비되어서 구동피스톤(250')의 구동시 함께 승강하게 된다.
특히, 블레이드(200')의 내부에는 구동실린더(240')를 상측에서 밀폐하는 씰 플레이트(260)가 더 구비되며, 씰 플레이트(260)에는 씰 플레이트(260)를 관통하면서 승하강하게 되는 구동피스톤(250')과의 접촉면의 씰링을 위해서, 구동피스톤(250')과 접하게 되는 부분인 씰 플레이트(260)의 내측에 씰 플레이트 링(262)이 구비된다.
또한, 게이트 밸브를 개폐하는 블레이드(200')의 내부에는 추가의 씰 링인 가이드 링(282)과 블레이드 링(272)이 구비된다.
가이드 링(282)은 블레이드 가이드(280)와 상부 블레이드(270) 사이를 밀폐하도록 하되 블레이드 가이드(280)에 체결 구비되며, 블레이드 링(272)은 상부 블레이드(270)와 하부 블레이드(210) 사이를 밀폐하도록 하되 상부 블레이드(270)에 체결 구비된다.
제2 실시예에 관하여 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 가이드 링(282)은 블레이드 가이드(280)의 측면에 구비되어서 구동피스톤(250')과 함께 승강하게 되는 상부 블레이드(270)와의 접촉면 상에서 작용하도록 하며, 블레이드 링(272)은 상부 블레이드(270)의 측면에 구비되어서 구동피스톤(250')과 함께 승강하게 되는 상부 블레이드(270)가 하부 블레이드(210)와 접촉하는 면에서 작용하도록 한다.
본 발명은 씰 링들이 밸브하우징(100)에 구비되는 종래의 게이트 밸브 구조와 달리, 게이트 밸브 내에서 특히 블레이드(200/200')의 내부에 복수 개의 씰 링이 구비되도록 함으로써, 게이트 밸브의 성능 유지 및 보수에 뚜렷한 효과가 있도록 하였다.
즉, 게이트 밸브의 반복적인 작동에 따라 씰 링들의 마모 및 오염물 등이 발생하게 되어 결국에는 공정에 나쁜 영향을 주게 되므로, 어느 시점에서 씰 링들의 대체를 위해 게이트 밸브 전체를 분해 및 조립하여야 하게 되는데, 이것은 게이트 밸브의 수명을 단축하고 유지 및 보수에 과다한 시간 및 비용이 소모되도록 하고 있다.
본 발명은 게이트 밸브 조립체에서 블레이드(200/200')를 상기 완전개방위치로 회전시킨 후에 밸브하우징(100)으로부터 블레이드(200/200')를 용이하게 분리할 수 있도록 구성되며, 특히 밸브하우징(100)의 내부에 씰 링들이 형성되는 종래 발명과 달리, 씰 링들이 블레이드(200/200') 내부에만 구비되므로 간편하고 효율적으로 씰 링의 교체 및 보수가 용이하게 된다.
이와 같이, 씰 링들이 블레이드(200/200') 내부에만 구비된다 하더라도, 유동통로(110)를 효과적으로 밀폐하고, 밀폐시에는 게이트 밸브의 양 측의 차압에 따른 가압력에 충분히 대항할 수 있는 구조를 구현하게 된다.
또한, 블레이드(200) 또는 하부 블레이드(210)의 일 측에는 공압/유압 장치(미도시)로부터 공압/유압을 전달받는 공급부(220)가 구비되어, 전달된 공압/유압이 블레이드(200) 또는 하부 블레이드(210) 내부의 관로(미도시)를 통해 복수 개의 구동실린더(240)에 동시에 공급되도록 한다.
또한, 블레이드(200) 또는 하부 블레이드(210)의 일 측에는, 기어장치(316)의 회전축(미도시)이 결합되어서 회전축의 회전에 따라 블레이드(200/200')가 슬라이딩 하도록 하는 결합부(230)가 구비되는데, 결합부(230)는 블레이드(200/200')의 진자 운동의 회전 중심축이 되므로 블레이드(200, 200')의 일 측 단부에 형성되는 것이 바람직하다.
다음으로 블레이드 구동부(310)에 대해 설명한다. 블레이드 구동부(310)는 블레이드(200/200')의 회전을 지원하는 것으로, 도 1, 2에 도시된 바와 같이 밸브하우징(100)의 일 측에 구비되되 실린더(312)와 기어장치(316)를 포함하여 구성되며, 실린더(312)의 내부에서 왕복 구동되는 피스톤(미도시)과, 피스톤과 연결되며 피스톤의 운동을 실린더 외부로 전달하는 피스톤로드(미도시)가 구비되며, 피스톤로드의 외주면에는 길이방향을 따라 수평기어(미도시)가 추가로 형성된다.
기어장치(316)는 실린더(312)의 피스톤로드의 수평기어에 치합되어서 피스톤로드의 이동에 따라 회전되면서 블레이드(200/200')를 회전시키도록 구성된다.
실린더(312)는 블레이드(200/200')의 구동실린더(240/240')와 마찬가지로 단동식으로 구성되는 것이 바람직하다.
블레이드 구동부(310)는 블레이드(200/200')를 회전시켜 밸브하우징(100)의 구동공간(120) 내에서 슬라이딩 되도록 구성되어서, 유동통로(110)를 폐쇄하고자 하는 경우에 블레이드(200/200')를 중간개방위치까지 회전시켜 유동통로(110)와 일치시키도록 하며, 반대로 유동통로(110)를 개방하고자 하는 경우 블레이드(200/200')를 폐쇄시의 역방향으로 완전개방위치까지 회전시키도록 한다.
한편, 블레이드 구동부(310)를 구성하는 상기 실린더 및 피스톤의 세부 구성등은 일반적으로 공지된 것이며, 따라서 더 이상 기술하지 않는다.
다음으로, 본 발명의 상기 제2 실시예에 따른 게이트 밸브의 작동 패턴을 설명하기로 한다.
도 7 및 도 8은 도 3의 A 부분이 게이트 밸브의 밸브하우징(100) 내에서 동작하는 상태를, 블레이드(200')가 각각 중간개방위치와 폐쇄위치에 있는 경우로 나타낸 그림이다.
한편, 도 1의 (a) 및 도 2의 (a)는 블레이드(200')가 완전개방위치에 있는 경우를 나타내고, 도 1의 (b) 및 도 2의 (b)는 중간개방위치에 있는 경우를 나타낸다.
먼저, 블레이드(200')는 도 1의 (a) 및 도 2의 (a)에 도시된 완전개방위치에서 블레이드 구동부(310)에 의해 회전되면서 구동공간(120) 내에서 도 1의 (b) 및 도 2의 (b)에 도시된 중간개방위치까지 슬라이딩 하면서 이동하게 된다.
블레이드(200')가 완전개방위치에서, 블레이드 구동부(310)의 실린더(312)의 일 측으로 구동력이 공급됨으로써 실린더(312) 내에서 피스톤이 구동하게 되고, 피스톤과 연결된 피스톤로드에 형성된 수평기어에 치합된 기어장치(316)가 블레이드(200')를 중간개방위치까지 회전시키게 된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 중간개방위치에서는 구동실린더(240') 내부 하측으로 구동력의 공급이 없기 때문에, 구동피스톤(250') 및 구동피스톤(250')의 상면에 접하는 상부 블레이드(270)가 구동실린더(240')에서 하측에 위치하게 되므로, 상부 블레이드(270)와 밸브하우징(100)의 밸브시트(130) 사이가 이격되게 되고 이렇게 이격된 틈은 유동통로(110)로 형성하므로 이곳을 통해 유체의 출입이 가능한 상태이다.
다음에, 블레이드(200')가 중간개방위치에서 게이트 밸브의 폐쇄가 가능하게 된다.
게이트 밸브의 밀폐를 위해, 구동실린더(240')의 내부 하측으로 구동력의 공급이 개시되면서, 도 8에 도시된 바와 같이 구동피스톤(250') 및 구동피스톤(250')의 상면에 접하는 상부 블레이드(270)가 상향 이동하여 구동실린더(240')에서 상측에 위치하게 되므로, 상부 블레이드(270)의 밀폐링(274)이 밸브하우징(100)의 밸브시트(130)에 밀착 접촉하게 되어서, 결국 밸브하우징(100) 내 상측(입구부)의 유동통로(110)가 폐쇄되게 된다.
이때, 밀폐링(274)이 밸브하우징(100)의 밸브시트(130)에 가압 밀착되는 과정에서 반작용으로 블레이드(200')의 하부 블레이드(210)가 하측의 밸브하우징(100)에 밀착되게 되며, 따라서 밸브하우징(100) 내 하측(출구부)의 유동통로(110) 까지 완전히 폐쇄할 수 있게 된다.
마찬가지로 블레이드(200')가 폐쇄위치에서, 게이트 밸브의 개방이 가능하게 된다.
상기 밀폐 과정의 역순으로, 공압/유압 장치에 의해 블레이드 구동부(310)의 실린더(312)의 일 측으로의 구동력이 차단 또는 추출(Vent)됨으로써 피스톤이 복귀하게 되고, 피스톤과 연결된 피스톤로드에 형성된 수평기어에 치합된 기어장치(316)가 블레이드(200')를 다시 완전개방위치로 회전 복귀시키면서 유동통로(110)를 완전히 개방하게 된다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
100 : 밸브하우징
110 : 유동통로
120 : 구동공간
130 : 밸브시트
200, 200' : 블레이드
210 : 하부 블레이드
220 : 공급부
230 : 결합부
240, 240' : 구동실린더
250, 250' : 구동피스톤
252 : 피스톤 링
254 : 밀폐링
260 : 씰 플레이트
262 : 씰 플레이트 링
270 : 상부 블레이드
272 : 블레이드 링
274 : 밀폐링
280 : 블레이드 가이드
282 : 가이드 링
310 : 블레이드 구동부
312 : 실린더
316 : 기어장치

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 양측이 개구된 상태로 형성되어 유동통로(110)를 제공하며, 내부에는 구동공간(120)이 형성되며, 상기 유동통로(110)의 둘레에 밸브시트(130)를 형성하는 밸브하우징(100);
    블레이드 구동부(310)에 의해 상기 구동공간(120) 내에서 슬라이딩 가능하도록 구비되어 상기 유동통로(110)를 개폐하도록 하는 블레이드(200');를 포함하되,
    상기 블레이드(200')는 몸체인 하부 블레이드(210)에 형성되는 구동실린더(240')와, 상기 구동실린더(240')의 내부에서 상하로 구동되되 상면은 상기 하부 블레이드(210)의 상측에 형성되는 상부 블레이드(270)의 하면에 접하게 되는 구동피스톤(250')을 포함하여 구성되며,
    상기 구동피스톤(250')이 구동되어 상기 상부 블레이드(270)가 상기 밸브시트(130)에 밀착될 때 상기 유동통로(110)를 밀폐하도록 하는 밀폐링(274)이 상기 상부 블레이드(270)의 상측 또는 상기 밸브시트(130)의 하측에 구비되고,
    상기 상부 블레이드(270)의 상측에는 상기 상부 블레이드(270)의 승하강을 가이드하는 블레이드 가이드(280)가 안착되며,
    상기 블레이드 가이드(280)의 측면 둘레는 가이드 링(282)이 체결된 상태로 상기 상부 블레이드(270)의 내측면과 접촉되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  3. 삭제
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 구동피스톤(250')이 관통하여 승하강 하도록 하며, 상기 구동실린더(240')를 상측에서 밀폐하는 씰 플레이트(260)가 구비되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 블레이드 구동부(310)는, 구동력이 유입되는 실린더(312)와, 상기 실린더(312)의 내부에서 이동되는 피스톤과 상기 피스톤과 연결되며 외주면에는 길이방향을 따라 수평기어가 형성된 피스톤로드와, 상기 실린더(312)의 상기 수평기어와 치합되어 상기 피스톤로드의 이동에 따라 회전되면서 블레이드를 회전시키는 기어장치(316)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.


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